KR100249413B1 - 음극선관용 새도우 마스크 구조체 - Google Patents

Abstract

디스플레이 내부의 환경 온도 변화는 상부가 하부에 비해서 크며, 이것은 페이스패널의 상측부가 하측부에서 보다 열팽창이 쉬운 것을 의미한다. 이 때문에, 페이스패널의 상측부, 즉, 화면 상부에 있어서 전자빔의 미스랜딩 양이 크게 되고 또한 상하부에서 불균형이 발생한다.

새도우 마스크(2)를 지지하여 고정하는 프레임(3)의 짧은 변 측벽부(3a)에 스테인레스제 후크 스프링(5)을, 프레임(3)의 긴 변 하벽부(3b)에 바이메탈제 후크 스프링(6)을 각각 설치하고, 페이스패널(10)의 열팽창에 대해서 형광체막(11)과 새도우마스크(2)의 상대위치 관계를 최적 상태로 유지한다.

Description

음극선관용 새도우 마스크 구조체

본 발명은 음극선관용 새도우 마스크 구조체에 관한것으로서, 특히 환경 온도 변화에 대하여 글라스로 이루어지는 페이스패널(face panel)과 새도우 마스크의 상대적 위치 관계를 최적화하는 수단을 구비하여, 미스랜딩을 억제한 음극선관용 새도우 마스크 구조체에 관한 것이다.

도 5는 일반적인 컬러 음극선관의 페이스패널 내면에 새도우 마스크 구조체를 설치한 상태를 도시한 부분 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 새도우 마스크 구조체(1)는 색선별을 하기 위한 미세한 투시구멍(2a)이 다수 배열된 새도우 마스크(2)와 그 강도를 높이기 위한 프레임(3)을 중합부위(21)에서 용접 등의 방법으로 고정하고, 또한 형광체막(11)이 형성된 페이스패널(10)의 내측에 새도우 마스크(2)를 설치하기 위해서 동일한 온도 특성을 갖는 재질로 이루어지는 금속 조각 형상의 후크 스프링(4)을 프레임(3)의 외측면에 용접등의 방법으로 고정하고 있다. 상기 새도우 마스크 구조체(1)에 설치된 후크 스프링(4)의 선단부에 있는 부착구멍(4a)을 페이스패널(10)의 내측면에 설치된 스터드핀(20)에 삽입하여 부착시켜 고정하고 있다.

여기에서, 새도우 마스크 구조체에 대하여 설명한다. 도 6은, 도 5에 도시된 페이스패널 내면의 Y-Y방향에서 투시한 새도우 마스크 구조체 부분의 평면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 새도우 마스크 구조체(1)는 금속으로 이루어지는 직사각형 테두리 형상을 한 프레임(3)의 둘레 테두리부를 새도우 마스크(2)의 스커트부(2b)에 부분 중합시킨 상태로 그 중합부위(21)를, 예를 들면, 도 6에 화살표로 나타내는 바와 같이, 그 둘레 방향을 따라서 네구석부와 각변 중앙부의 합계 8군데를 용접함으로써 새도우 마스크(2)와 프레임(3)을 일체화하며, 또한 프레임(3)의 둘레 테두리인 양측벽부(3a)와 하벽부(3b)의 합계 3군데에, 동일한 온도 특성을 갖는 재질로 이루어지는 금속 조각 형상의 후크 스프링(4)을 용접 고정하여 완성한다. 이 후크 스프링(4)의 선단부에는 부착구멍(4a)이 뚫려 있다.

도 7은 컬러 음극선관의 부분 측단면도이고, 새도우 마스크(2)와 페이스패널(10)에 형성된 형광체막(11)의 위치 관계를 나타내고 있다.

전자총(도시 생략)으로부터 방사되어 편향된 전자빔(25)은, 새도우 마스크(2)의 투시구멍(2a)을 통과하여 형광체막(11)의 소정의 막부분(11a)에 투사되고, 이 막부분(11a)은 소정의 색으로 여기하여 발광한다. 또한, 이 새도우 마스크(2)를 지지 고정하는 프레임(3)은, 여기에서는 도시되지 않았지만, 도 5에 나타낸 바와 같이, 프레임(3)의 외측벽부(3a)에 용접 설치한 후크 스프링(4) 및 페이스패널(10)의 측벽 내면으로부터 독립한 스터드핀(20)에 의해서 지지 고정되어 있다.

일반적으로, 새도우 마스크(2) 및 프레임(3)은 동시에 철재로 형성되어 있기 때문에, 전자빔(25)이 투사함으로써 고온이 되며, 열팽창하여 새도우 마스크(2)와 프레임(3)은, 각각 부호(2d, 3d)로 나타내는 위치로 이동하게 된다.

프레임(3)은 새도우 마스크(2)와 비교하여 두꺼운 판재료를 사용하므로, 그 열용량도 커지기 때문에, 열적으로 평형할 때까지 천천히 열팽창 한다. 따라서, 새도우 마스크(2)의 주변부에서의 투시구멍(2a)은, 또한 외측의 위치로 되는 투시구멍(2e)으로 이동한다.

이 때문에, 투시구멍(2a)을 통과하여 형광체막(11)의 소정의 막부분(11a)에 이르는 전자빔 통로는 성립하지 않게 되어, 투시구멍(2e)을 통과한 전자빔(25a)은 소정의 막부분(11a)으로부터 떨어진 곳의 막부분(11b)에 투사한다. 즉, 전자빔은 미스랜딩하게 되어, 컬러 음극선관의 색순도 특성을 악화시킨다.

상기와 같은 새도우 마스크의 열팽창은 전체 도밍(doming)이라고 불리는 현상으로, 이 개선책으로서 일본 특허공개 소 49-9581호 공보 등에 기재되어 있는 컬러 음극선관으로서는 스프링을 바이메탈 조각으로 형성함으로써, 열팽창한 새도우 마스크의 형광체막(11) 측으로 이동시키는 구성을 취하고 있다.

도 7에 기록한 바와 같이, 이 스프링을 바이메탈 조각으로 형성한 경우, 프레임(3)은 위치(3e)로 이동하고, 투시구멍(2e)은 투시구멍(2f)으로 전환되기 때문에, 이 투시구멍(2f)을 통하여 소정의 막부분(11a)에 이르는 전자빔 통로가 성립하게 된다.

그래서, 도밍 현상을 억제하는 수단으로서, 철과 비교하여 열팽창 계수가 작은 합금, 주로 인바(invar)재를 소재로 한 새도우 마스크를 사용하고 있다. 또한, 스프링에 용수철 강, 예를 들면, SUS304, SUS301을 사용한 경우에는, 새도우 마스크의 도밍 현상은, 새도우 마스크에 철재를 사용한 때와 비교하여 1/3정도까지 감소하는 등의 효과를 얻고 있다.

상술한 바와 같은 컬러 음극선관으로서는, 열팽창 계수가 작은 인바재를 사용한 새도우 마스크(2)는, 환경 온도 변화에 의해서 열팽창되지 않기 때문에, 단말기기로서 사용되는 고도로 미세한 디스플레이로서는, 새도우 마스크(2)와 비교하여 열팽창 계수가 큰 글라스로 이루어지는 페이스패널 자체가 환경 온도 변화에 의해서 생기는 열팽창하는 현상을 무시할 수 없게 된 것에 더하여, 디스플레이가 동작 되면, 편향 요크의 온도 상승이나 회로에 의한 발열 작용이 있고, 이 열은 세트 내부의 상부로 이동한다. 이 때문에, 세트 내부의 환경 온도는, 상부가 하부에 비교하여 높게 된다. 이것은 페이스패널의 상측부가, 하측부 보다도 더욱 열팽창하기 쉬운 것을 의미한다. 이 때문에, 페이스패널의 상측부, 즉 화면상부에서 전자빔의 미스랜딩양이 커지게 되며, 더우기 화면 상하로 불균형이 발생한다.

도 8a, 도 8b는 컬러 음극선관의 환경 온도 변화에 다른 미스랜딩의 동작 원리의 개요 설명도이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 어떤 일정 온도를 기초로, 새도우 마스크(2)의 투시구멍(2a)을 통과한 전자빔(25)은, 페이스패널 내면의 형광체막(11)의 소정의 막부분(11a)에 투사한다.

그러나, 환경 온도가 어떤 일정 온도보다 높게 되면, 페이스패널(10)(도시 생략)의 열팽창에 의해서 형광체막(11)이 위치(12)로 이동하고, 소정의 막부분(11a)이 말부분(12a)으로 이동한다. 인바재로 이루어지는 새도우 마스크(2) 자체는 열팽창하는 것이 극히 작기 때문에, 투시구멍(2a)을 통과한 전자빔(25)은 소정의 막부분(12a)에 투사할 수 없게 되어, 원하는 막부분(12a)으로부터 떨어진 막부분(12b)에 투사한다.

반대로, 환경 온도가 어느 일정 온도보다 낮게 되면, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 페이스패널(10)(도시 생략)의 열수축에 의해서 형광체막(11)이 위치(13)로 이동하고, 소정의 막부분(11a)이 막부분(13a)으로 이동한다. 새도우 마스크(2) 자체는 대개 열수축하는 것이 극히 작기 때문에, 투시구멍(2a)을 통과한 전자빔(25)은 원하는 막부분(13a)에 투사할 수 없게 되어, 막부분(13a)으로부터 떨어진 막부분(13b)에 투사한다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 제안된 것으로써, 그 목적은, 페이스패널이 열팽창해도 페이스패널과 대향하여 설치된 새도우 마스크의 상대 간격을 알맞게 유지하는 수단을 제공하여, 전자빔의 미스랜딩을 최소한으로 억제하고, 화면의 상한, 하한 영역의 밸런스를 균일화한 컬러 음극선관을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제의 해결을 목적으로 하여 제안된 것으로서, 페이스패널 내면에 일정한 간격으로 설치된 새도우 마스크와, 이 새도우 마스크를 지지 고정하는 직사각형 프레임과, 이 프레임을 상기 페이스패널에 고정하는 복수개의 후크 스프링을 갖는 음극선관용 새도우 마스크 구조체에 있어서, 상기 프레임의 짧은 변양측벽부에 설치하는 후크 스프링과 긴 변 하벽부 또는 긴 변 상벽부에 설치하는 후크 스프링으로 온도 특성이 다른 재질을 사용한 음극선관용 새도우 마스크 구조체를 제공한다.

또한, 프레임의 짧은 변 양측벽부에 스테일리스제 후크 스프링을 설치하여, 프레임의 긴 변 하벽부 또는 긴 변 상벽부에 바이메탈제 후크 스프링을 설치한 음극선관용 새도우 마스크 구조체를 제공한다.

또한, 프레임의 짧은 변 양측벽부에 바이메탈제 후크 스프링을 설치하여, 프레임의 긴 변 하벽부 또는 긴 변 상벽부에 스테인리스제 후크 스프링을 설치한 음극선관용 새도우 마스크 구조체를 제공한다.

도 1은 본 발명에 의한 제 1실시예의 새도우 마스크 구조체의 평면도.

도 2는 본 발명에 의한 새도우 마스크 구조체의 환경 온도 변화시에 대한 동작 원리의 설명도.

도 3은 본 발명에 의한 화면상의 랜딩 변동량의 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 제 2실시예의 새도우 마스크 구조체의 평면도.

도 5는 종래의 페이스패널 내면에 새도우 마스크 구조체를 설치한 상태를 도시하는 부분 단면도.

도 6은 도 5의 Y-Y 방향에서 투시한 새도우 마스크 구조체의 평면도.

도 7은 종래의 컬러 음극선관용의 부분 측단면도.

도 8a는 종래의 컬러 음극선관의 환경 온도에서 환경 온도가 기준 온도 보다 높은 경우의 동작 원리의 개요 설명도.

도 8b는 종래의 컬러 음극선관의 환경온도에서 환경 온도가 기준 온도 보다 낮은 경우의 동작원리의 개요 설명도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1:음극선관용 새도우 마스크 구조체

2:새도우 마스크

3:프레임

5:스테인리스제 후크 스프링

6:바이메탈제 후크 스프링

10:페이스패널

11:형광체막

15:열팽창에 의해 이동한 형광체막의 위치

20:스터드핀

25, 25a:전자빔

S:화면

본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 내지 도 5에 있어서, 부호 "1"은 새도우 마스크 구조체이고, 부호 "2"는 새도우 마스크, 부호 "3"은 프레임, 부호 "5"는 스테인리스제 후크 스프링, 부호 "6"은 바이메탈제 후크 스프링, 부호 "3a"는 프레임의 짧은변 양측벽부, 부호 "3b"는 프레임의 긴 변 하벽부, 부호 "3c"는 프레임의 긴 변 상벽부이다. 또한, 종래 기술과 같은 것에 관하여는 동일 부호로 지정하여, 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 제 1실시예의 새도우 마스크 구조체의 평면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 새도우 마스크 구조체(1)는 새도우 마스크(2)와 프레임(3)을 중합 부위에서 용접으로 일체화하며, 또한 프레임(3)의 짧은 변 양측벽부(3a)에 스테인리스제 후크 스프링(5)을 용접하고, 프레임(3)의 긴 변 하벽부(3b)에 바이메탈제 후크 스프링(6)을 용접하여 형성하고 있다.

또한, 후크 스프링(5, 6)이 각각 구비한 부착구멍(5a, 6a)이 프레임(3)의 각변(3a와 3b)의 거의 중심에 위치하도록 용접한다.

본 발명의 주요목적은, 프레임(3)의 짧은 변 양측벽부(3a) 및 긴 변 하벽부(3b)에 설치하는 각각의 후크 스프링에서, 온도 특성이 다른 후크 스프링을 사용하는 것을 특징으로 한다. 구체적으로는, 프레임(3)의 짧은 변 양측벽부(3a)에는 스테인리스제 후크 스프링(5)을 설치하고, 프레임(3)의 긴 변 하벽부(3b)에는 바이메탈제 후크 스프링(6)을 설치한 것에 있다.

도 2는 본 발명에 의한 새도우 마스크 구조체의 환경 온도 변화에 따른 동작 원리의 설명도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 어떤 일정 온도의 기초로는, 새도우 마스크(2)의 투시구멍(2a)을 통과한 전자빔(25)은 페이스패널의 상방 내면에 형성한 형광체막(1)의 소정의 막부분(11a)에 투사한다.

음극선관이 동작 상태가 되면, 편향 요크의 온도 상승 및 회로에 의한 발열 작용으로써 음극선관에 둘러싸는 환경 온도가 어느 일정 온도보다 높게 된다. 이 열은 세트 내부의 상 방으로 이동하기 때문에, 페이스패널의 하방측과 비교하여 상방측이 보다 고온이 되어, 페이스패널의 상방측이 열팽창하기 쉬운 환경으로 된다.

이와 같이, 환경 온도가 상승하면, 페이스패널이 열팽창함에 따라 형광체막(11)이 위치(15)로 이동하고, 소정의 막부분(11a)이 막부분(15a)으로 이동한다. 한편, 새도우 마스크(2) 자체는 인바재를 사용하고 있기 때문에 열팽창이 극히 작고 분명한 미스랜딩이 일어난다.

이러한 환경 온도의 상승에 의해서 일어나는 랜딩 변동량을 개선하기 위해서, 프레임(3)의 짧은 변 양측벽부(3a)에는 스테인리스제 후크 스프링(5), 프레임(3)의 긴 변 하벽부(3b)에는 바이메탈제 후크 스프링(6)의 2종류로 이루어지는 온도 특성이 다른 후크 스프링을 설치하고 있다.

환경 온도가 상승하여, 페이스패널이 열팽창하면 프레임(3)의 긴 변 하벽부(3b)에 배치한 바이메탈제 후크 스프링(6)이 환경 온도의 상승에 비례하여 새도우 마스크(2)가 초기 위치로부터, 하방측에서는 형광체막(11)에 접근하는 위치(2g)의 방향으로 위치 이동하도록 작용한다. 한편, 새도우 마스크(2)의 상방 위치의 이동은 프레임(3)의 짧은 변 양측벽부(3a)에 용접한 스테인리스제 후크 스프링(5)에 구비한 부착구멍(5a)을 중심(P점)으로 하고, 초기 상태와 비교하여 상방측에서는 형광체막(11)에서 분리하도록 이동한다.

즉, 전자빔(25a)이 위치 이동한 새도우 마스크(2g)의 투시구멍(2r)을 통해 열팽창하여 위치 이동한 형광체막(15)의 소정의 막부분(15a)에 투사하게 된다. 따라서, 랜딩 변동량이 억제된다.

한편, 페이스패널의 하방측에서는, 원래 환경 온도 변화가 작은 것으로부터 열팽창이 극히 작은 레벨이고, 초기의 투시구멍(2s)과 이동후의 투시구멍(11s)은 이동량도 무시할 수 있으며 변동량도 작다.

도 3은 랜딩 변동량의 개요 설명도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술로서는 상술한 이유에 의해 점선 화살표로 나타낸 바와 같이 화면(S) 상방측에서의 랜딩 변동량이 크지만, 본 발명에 의하면, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이 작게 억제되어, 화면(S) 하방측과 같은 정도로 되어 평균화된다.

도 4는 본 발명에 의한 제 2실시예의 새도우 마스크 구조체의 평면도이다. 상술한 제 1실시예와 다른 곳은 프레임(3)의 긴 변 상벽부(3c)에 바이메탈제 후크 스프링(6)을 용접하여 형성한 것이다.

제 2실시예에 의한 동작 원리에 관해서는, 환경 온도의 상승시에 새도우 마스크(2)가 상방측에서 페이스패널(10)의 형광체막(11)으로부터 분리되도록 바이메탈제 후크 스프링(6)이 작용하는 이외에, 상술한 제 1실시예와 기본적으로는 동일하기 때문에 설명은 생략한다.

제 1실시예, 제 2실시예의 어떠한 경우도, 프레임(3)의 긴 변부 내의 한쪽의 긴 변에 바이메탈제 후크 스프링(6)을 설치하고, 대향하는 긴 변에는 후크 스프링을 설치하지 않는다. 이것은 환경 온도가 상승한 때에, 바이메탈제 후크 스프링(6)이 작동한 경우에, 도 2에 도시한 바와 같이, 프레임(3)의 짧은 변 양측벽부(3a)에 설치한 스테인리스제 후크 스프링(5)의 부착구멍(5a)을 중심(P점)으로 하여, 후크 스프링을 설치하지 않은 긴 변측이 자유롭게 회전 가능하게 하기 위해서 이다.

또한, 프레임의 짧은 변 양측벽부에 바이메탈제 후크 스프링을 설치하여, 프레임의 긴 변 하벽부 또는 긴 변 상벽부에 스테인리스제 후크 스프링을 설치해도, 상기 제 1, 2실시예와 거의 동일한 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 컬러 음극선관에 의하면, 새도우 마스크를 지지 고정하는 프레임의 짧은 변 양측벽부에 스테인리스제 후크 스프링을, 프레임의 긴 변 하벽부에 바이메탈제 후크 스프링을 설치함으로써, 페이스패널의 열팽창에 대하여 형광체막과 새도우 마스크의 위치 관계를 최적 상태로 유지하는 수단을 확립한다. 즉, 통상의 환경 온도 변화에 의해서 생기는 형광체막과 새도우 마스크의 상대 위치 관계를 자동 보정하여 화면 상하로 랜딩 변동량을 억제하여 평균화할 수 있어 고도로 정밀한 화질을 실현한다.

Claims (3)

1. 페이스패널 내면에 일정한 간격으로 설치된 새도우 마스크와, 이 새도우 마스크를 지지 고정하는 직사각형 형상 프레임과, 이 프레임을 상기 페이스패널에 고정하는 복수개의 후크 스프링을 갖는 음극선관용 새도우 마스크 구조체에 있어서,

   상기 프레임의 짧은 변 양측벽부에 설치하는 후크 스프링과 긴 변 하벽부 또는 긴 변 상벽부에 설치하는 후크 스프링에서 온도 특성이 다른 재질을 사용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음극선관용 새도우 마스크 구조체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프레임의 짧은 변 양측벽부에 스테인리스제 후크 스프링을 설치하고, 상기 프레임의 긴 변 하벽부 또는 긴 변 상벽부에 바이메탈제 후크 스프링을 설치한 것을 특징으로 하는 음극선관용 새도우 마스크 구조체.
3. 제 1항에 있어서, 상기 프레임의 짧은 변 양측벽부에 바이메탈제 후크 스프링을 설치하고, 상기 프레임의 긴 변 하벽부 또는 긴 변 상벽부에 스테인리스제 후크 스프링을 설치한 것을 특징으로 하는 음극선관용 새도우 마스크 구조체.

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